|
[[Fitxer:Ciclo_refrigeracion_por_absorcion.png|miniatura|420x420px|Esquema del cicle de refrigeració per absorció.]]
{{inacabat}}
Un refrigerador d''''absorció''' és el que utilitza un mitjà de produir [[Fred (temperatura)|fred]] que, igual que en el sistema de '''[[refrigeració]]''' per compressió, aprofita que les [[Substància|substàncies]] absorbeixen calor en canviar d'estat, de [[líquid]] a [[Gas|gasós.]] Així com en el sistema de compressió el cicle es fa mitjançant un [[compressor]], en el cas de l'absorció, el cicle es basa físicament en la capacitat que tenen algunes substàncies, com el [[bromur de liti]], d'absorbir una altra substància, tal com l'aigua, en fase de [[Vapor|vapor.]] Una altra possibilitat és emplear l'aigua com a substància absorbent (dissolvent) i [[amoníac]] com a substància absorbida (solut).
La tècnica va néixer en 1859, quan Ferdinand Carré va aconseguir fabricar gel amb la primera màquina d'absorció de cicle amoniac-aigua.<ref name="fpc">[http://www.solcoproject.net/docs/workshop/Refrigeracion-solar-08_%20F-Padros.pdf Francesc Padrós Corominas, ''El ciclo de refrigeración por absorción. Aplicaciones solares'']</ref>
[[Fitxer:Thermal_image_of_a_domestic_absorption_refrigerator.jpg|dreta|miniatura|300x300px|'''Imatge tèrmica d'una nevera d'absorbiment domèstica''' d'un tipus comparable a el en la imatge etiquetada damunt. El color indica temperatura relativa: fred=blau, el vermell és més calent. La font de calor (7) és contingut enterament dins del insulation secció (6).]]Una '''nevera d'absorció '''és una [[Frigorífic|nevera]] que utilitza una font de calor (p. ex., energia [[Energia solar tèrmica|solar]], un fòssil-fueled flama, calor de residus de fàbriques, o sistemes de calefacció del districte) per proporcionar l'energia necessitada per conduir el procés de refredament.
== Funcionament ==
Neveres d'absorbiment són sovint utilitzat per emmagatzematge alimentari en vehicles recreatius. El principi també pot soler [[Aire condicionat|climatitzar]] els edificis que utilitzen la calor de residus d'una [[turbina de gas]] o escalfador d'aigua. Utilitzant calor de residus d'una turbina de gas fa la turbina molt eficaç perquè primer produeix [[electricitat]], llavors aigua calenta, i finalment, climatitzant ([[cogeneració]] cridada/trigeneration).
El cicle més comunament empleat és el d'aigua-bromur de liti per tenir major eficiència.<ref name="caib">[http://www.caib.es/conselleries/industria/dgener/user/portalenergia/pla_eficiencia_energetica/climatitzacio_2.es.html En los documentos del Plan de eficiencia energética 2006-2015 de Islas Baleares]</ref> Es emplea el [[bromur de liti]] perquè té gran capacitat d'absorbir aigua i perquè pot deshidratar-se mitjançant la calor.
Baixant als detalls d'aquest cicle, l'aigua ([[Fluid refrigerant|refrigerant]]), que es mou per un circuit a baixa [[pressió]], s'evapora en un bescanviador de calor, anomenat ''evaporador.'' L'evaporació necessita calor, que s'obté d'un [[Bescanviador de calor|bescanviador]] en el qual es refrigera un [[fluid]] secundari (normalment, també aigua), que es porta per una xarxa de canonades a refredar els ambients o càmeres que interessi. Després de l'evaporador, el bromur de liti absorbeix el vapor d'aigua en l'absorbidor, produint una [[Solució química|solució]] diluïda o feble de bromur en aigua. Aquesta solució passa al generador, on se separen [[dissolvent]] i [[solut]] mitjançant calor procedent d'una font externa; l'aigua va al ''condensador'', que és un altre bescanviador on cedeix la major part de la calor rebuda en el ''generador'', i des d'allí pansa de nou a l'evaporador, a través de la vàlvula d'expansió; el bromur, ara com a solució concentrada en aigua, torna a l'absorbidor per reiniciar el cicle. En definitiva, en l'absorbidor es desprèn calor en absorbir el gas, mentre que en el generador s'absorbeix calor en desprendre el gas.
L'Institut d'Estàndards Nacional americà l'estàndard per la nevera d'absorbiment és donat per l'estàndard/d'AHRI de l'ANSI 560–2000.<ref>PDF document for download at «[http://www.ahrinet.org/App_Content/ahri/files/standards%20pdfs/ANSI%20standards%20pdfs/ANSI%20ARI560-2000.pdf Archived copy]». [Consulta: 31 març 2012].</ref>
Encara que no apareix en la figura, també se sol utilitzar un [[bescanviador de calor]], posant en contacte, sense mescla, els conductes absorbidor-''generador'' i generador-absorbidor, per precalentar la solució d'aigua-bromur de liti, abans de passar a l'escalfador (generador), mentre que, al seu torn, la solució concentrada de bromur de liti es refreda quan va cap a l'absorbidor, ja que l'absorció es realitza millor a baixa temperatura. De fet (veure paràgraf següent) en l'absorbidor deu haver-hi un bescanviador per refredar-ho amb la torre de refredament.
== Història ==
En els primers anys del segle XX, el cicle d'absorbiment del vapor que utilitza aigua-sistemes d'amoníac era populars i àmpliament utilitzat, però després del desenvolupament del [[Refrigeració per compressió de vapor|cicle de compressió del vapor]] va perdre molt de la seva importància a causa del seu coeficient baix d'actuació (aproximadament un cinquè d'aquell del cicle de compressió del vapor). Avui dia, el cicle d'absorbiment del vapor és utilitzat només on calor de residus és disponible o on la calor és derivada de [[Panell solar tèrmic|col·leccionistes solars.]] Neveres d'absorbiment són una alternativa popular a neveres de compressor regular on l'electricitat és unreliable, costós, o inutilitzable, on el soroll del compressor és problemàtic, o on calor de superàvit és disponible (p. ex., de la turbina esgota o processos industrials, o de plantes solars).
Igual que en el cicle de compressió, el sistema requereix una torre de refredament per dissipar la calor sobrant (sumeixi de l'aportat per la font externa i l'extret dels locals o espais refrigerats). El fluid caloportador que va a la torre discorrerà successivament per dos bescanviadors situats en l'absorbidor i en el ''condensador''.
Refredament d'absorbiment va ser inventat pel científic francès Ferdinand Carré dins 1858.<ref>Eric Granryd & Björn Palm, Refrigerating engineering, Stockholm [//en.wikipedia.org/wiki/Royal_Institute_of_Technology Royal Institute of Technology], 2005, see chap. 4-3</ref> El disseny original aigua utilitzada i sulphuric àcid.
Com es pot veure en l'esquema, els únics elements mecànics existents en el cicle són una bomba que porta la solució concentrada al ''generador'' i una altra, no representada, per portar el caloportador a la torre de refredament.
Dins 1922 Baltzar von Platina i Carl Munters, mentre eren estudiants quiets a l'Institut Reial de Tecnologia dins [[Estocolm]], [[Suècia]], va realçar el principi amb un 3-configuració fluida. Aquesta "Platina-Munters" el disseny pot operar sense una bomba.
El cicle [[Amoníac|amoniaco]]-aigua és en tot semblant, tret que en aquest cas el refrigerant és el amoniaco i l'absorbent és l'aigua. S'utilitza, encara que té menor eficiència energètica, perquè té l'avantatge de poder aconseguir temperatures inferiors a 0 ºC, és a dir, en aparells per congelar, com a frigorífics.
La producció comercial va començar dins 1923 per l'empresa novament formada ''AB Àrtic'', el qual va ser comprat per [[Electrolux]] dins 1925. En el 1960s, refrigeració d'absorbiment va veure un renaixement a causa de la demanda substancial per neveres per [[Caravana (rulot)|caravanes]] (tràilers de viatge). AB Electrolux va establir una filial en els Estats Units, va anomenar Dometic Empresa de Vendes. L'empresa marketed neveres per RVs sota el ''Dometic'' marca. Dins 2001, Electrolux va vendre la majoria de la seva línia de productes del lleure a l'aventura-EQT d'empresa capital que va crear ''Dometic'' com a posició-empresa sola.
== Avantatges i inconvenients ==
Dins 1926, [[Albert Einstein]] i el seu estudiant anterior [[Leó Szilárd]] va proposar un disseny alternatiu sabut com l'Einstein nevera.<ref>«[http://www.google.com/patents?q=1781541 US Patent 1781541]».</ref>
El rendiment, mesurat pel [[Bomba de calor|COP]] (''coefficient of performance'', en la normativa espanyola, pel CoDeRE, Coeficient De [[Rendiment (termodinàmica)|Rendiment]] Energètic), és menor que en el mètode per compressió (entre 0,8 i 1,2 enfront de 3 i 5,5 ). Si bé és cert que el COP obtingut mitjançant compressió té en compte l'[[Energia elèctrica|energia]] elèctrica invertida en el compressor, que no és energia primària en si. En canvi en un sistema d'absorció l'energia utilitzada per al càlcul del COP és la calor aportada al generador, que @sí_ja és una energia primària avaluable. Per tant no es poden comparar el COP de compressió i d'absorció (és millor i més útil comparar-los a través del [[segon principi de la termodinàmica]], per valorar la qualitat de l'energia utilitzada).
Un exemple d'aquesta situació podria ser una instal·lació de [[refrigeració]] (climatització d'estiu) solar: si s'utilitzessin [[Placa fotovoltaica|plaques fotovoltaiques]] només es podria utilitzar un 15-20 % d'electricitat en comparació d'uns [[Placa solar|panells solars]] tèrmics que podrien aprofitar fins al 90 % de l'energia solar rebuda, i a un preu d'instal·lació molt més reduït.
A la 2007 [[TED|Conferència de TED]], Adam Grosser presentat la seva recerca d'un nou, molt petit, "refrigerador d'absorció" d'absorbiment intermitent unitat per utilitzar dins tercers països mundials. La nevera és una unitat petita col·locat sobre un campfire, que més tard pot soler fresc 15 litres d'abreurar a només per sobre de gelat per 24 hores en un 30 °C entorn.<ref>Adam Grosser. «[http://www.ted.com/talks/adam_grosser_and_his_sustainable_fridge.html Adam Grosser and his sustainable fridge, 552 word transcript and video 3mins34]».  [[TED (conference)|TED]], Feb 2007. [Consulta: 18 abril 2010].</ref>
El conjunt complet panells solars-absorció tindria un COP de 0,72 i 1,08 i el de compressió entre 0,54 (18 % panells i COP de 3, molt habitual) i 1,1 (20 % panells i [[Bomba de calor|COP]] de 5,5)
== Principis ==
[[Fitxer:Absorption_cooling.png|dreta|miniatura|Procés de refredament de l'absorbiment]]
Ambdóstipus de neveres absorció i [[Refrigeració per compressió de vapor|neveres de compressor]] utilitzen un refrigerant amb un molt baix [[Punt d'ebullició|bullint punt d'ebullició]] (menys de {{Convert|-18|°C|°F}} °C (0 °F)). En ambdós tipus, quan aquest refrigerant evapora (bull), agafa alguna calor fora amb ell, proporcionant l'efecte de refredament. La diferència principal entre els dos sistemes és la manera el refrigerant és canviat d'un gas enrere a un líquid de manera que el cicle pot repetir. Una nevera d'absorbiment canvia el gas enrere a un líquid utilitzant un mètode que necessita calor única, i té cap part emotiva altre que el refrigerant ell.
Si s'utilitza l'energia elèctrica de la xarxa, per al sistema de compressió, quan aquesta arriba a la presa de corrent ho fa amb un rendiment inferior al 25 % sobre l'energia primària utilitzada per [[Generació d'energia elèctrica|generar-la]], la qual cosa redueix molt les diferències de rendiment (0,8 enfront de 1,37). Malgrat això en certs casos, quan l'energia prové d'una font de calor econòmica, fins i tot residual o un [[subproducte]] destinat a rebutjar-se, compensa àmpliament utilitzar un sistema d'absorció. És el cas d'utilitzar el sistema en un cicle de trigeneración: es produeix electricitat amb un sistema tèrmic i la calor residual (al voltant d'un 50 % de l'energia primària empleada) s'usa per al sistema de refrigeració.
El cicle de refredament de l'absorbiment pot ser descrit dins tres fases:
A la calor aportada al procés de refrigeració se li suma la calor sostreta de la zona refredada. Amb el que la calor aplicada pot reutilitzar-se. No obstant això, la calor residual es troba a una temperatura més baixa (a pesar que la quantitat de calor sigui major), amb el que les seves aplicacions són escasses.
#'''Evaporació''': Un refrigerant líquid evapora en un entorn de [[pressió parcial]] baix, per això extraient calor del seu entorn (p. ex. el compartiment de la nevera ). A causa de la pressió parcial baixa, la temperatura necessitada per l'evaporació és també baix.
#'''Absorbiment''': El refrigerant ara gasós és absorbit per un altre líquid (p. ex. una solució de sal).
#'''Regeneració''': El refrigerant-el líquid saturat és escalfat, causant el refrigerant per evaporar fora. Els passis de refrigerant gasosos calents a través d'un bescanviador de calor, transferint la seva calor a fora del sistema (com a airede temperatura ambiental circumdant), i condensa. El condensat (líquid) el refrigerant subministra la fase d'evaporació.
Els aparells generadors per absorció són més voluminosos i requereixen immobilitat (el que no permet la seva utilització en [[Automòbil|automòbils]], la qual cosa seria molt convenient com a estalvi d'energia posat que el motor té grans excedents d'energia tèrmica, dissipada en el radiador).
En comparació, una nevera de compressor utilitza un compressor, normalment powered per qualsevol una combustió elèctrica o interna motor, per augmentar la pressió en el refrigerant gasós. El resultant calent, alt-gas de pressió és condensat a una forma líquida per refredar en un bescanviador de calor ("condensador") que és exposat a l'entorn extern (normalment aire en l'habitació). El refrigerant condensat, ara a una temperatura propera a allò de l'entorn extern, llavors passis a través d'un orifici o un throttle valve al evaporator secció. L'orifici o throttle valve crea una gota de pressió entre la secció de condensador de pressió alta i la pressió baixa evaporator secció. La pressió més baixa en el evaporator la secció permet el refrigerant líquid per evaporar, el qual [[Refrigeració per evaporació|absorbeix calor]] de la nevera compartiment alimentari. El refrigerant ara vaporitzat llavors torna al compressor per repetir el cicle.
Unes altres de les formes d'aprofitament, és a través de la [[Cogeneració]] (en aquest cas, millor dit, Trigeneración), és a dir, l'aprofitament de la calor residual de les [[Central tèrmica|centrals termoelèctriques]], és a dir, d'una energia gratuïta.
Una altra diferència entre els dos tipus és el refrigerant va utilitzar. Neveres de compressor típicament utilitzen un [[Clorofluorocarboni|HCFC]] o HFC, mentre neveres d'absorbiment típicament [[amoníac]] d'ús o [[aigua]].
=== Aigua i sal senzilla sistema ===
Un sistema de refrigeració d'absorbiment senzill comú en les plantes comercials grans utilitza una solució de [[bromur de liti]] i sal de [[Clorur de liti|clorur]] del liti i aigua. L'aigua sota pressió baixa és evaporada de les bobines que estan sent chilled. L'aigua és absorbida per una solució d'aigua/de bromur de liti. El sistema condueix l'aigua de la solució de bromur del liti amb calor.<ref>''<nowiki>{{{títol}}}</nowiki>''. [[Especial:Fonts bibliogràfiques/978-81-203-3360-4|ISBN 978-81-203-3360-4]].<span class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rft.genre=book&rft.btitle=&rft.isbn=978-81-203-3360-4" id="cxmwow" tabindex="0"> </span></ref>
=== Refrigeració d'absorbiment d'esprai d'aigua ===
[[Fitxer:Absorptive_refrigeration.svg|dreta|miniatura|Sistema d'absorbiment d'esprai d'aigua]]
Una altra variant, va descriure a la dreta, aire d'usos, aigua, i una solució d'aigua salada. El intake de tebi, moist l'aire és passat a través d'un sprayed solució d'aigua salada. L'esprai abaixa la humitat però no significativament canviar la temperatura. El menys aire humit, tebi és llavors passat a través d'un [[Refrigeració per evaporació|evaporative més fresc]], consistint d'un esprai d'aigua fresca, el qual refreda i re-humidifies l'aire. La humitat és treta de l'aire refredat amb un altre esprai de solució de sal, proporcionant el outlet d'aire fresc, sec.
La solució de sal és regenerada per escalfar-lo sota pressió baixa, causant aigua per evaporar. L'aigua evaporada de la solució de sal és re-condensat, i rerouted darrere al evaporative més fresc.
=== Refrigeració d'absorbiment de pressió sola ===
[[Fitxer:Absorption_fridge.jpg|dreta|miniatura|312x312px|'''Labeled Foto d'una nevera d'absorbiment domèstica.'''
1. L'hidrogen entra al tub amb amoníac líquid
2.<br /><br /> L'amoníac i l'hidrogen entren al compartiment interior de la nevera. Un augment dins el volum causa una disminució en la pressió parcial de l'amoníac líquid. L'amoníac evapora, agafant calor de l'amoníac líquid (ΔHVap) i per això abaixant la seva temperatura. Fluxs de calor de l'interior més calent de la nevera al líquid més fred, promovent evaporació més llunyana.
3.<br /><br /> Amoníac i retorn d'hidrogen del compartiment interior, retorns d'amoníac a absorbidor i dissol dins aigua. L'hidrogen és lliure d'augmentar cap amunt.
4.<br /><br /> Condensació de gas de l'amoníac (refredament passiu).
5.<br /><br /> Amoníac calent (gas).
6.<br /><br /> Calor insulation i destil·lació de gas d'amoníac d'aigua.
7.<br /><br /> Font de calor (elèctric).
8.<br /><br /> Vaixell d'absorbidor (aigua i solució d'amoníac).]]
Una nevera d'absorbiment de pressió sola aprofita el fet que una substància està bullint el punt depén a la pressió parcial del vapor per sobre del líquid i baixa amb pressió ''parcial'' més baixa. Mentre havent-hi la mateixa pressió total per tot el sistema, la nevera manté una pressió parcial baixa del refrigerant (per tant baix bullint punt) en la part del sistema que dibuixa calor fora de l'interior de temperatura baixa de la nevera, però manté el refrigerant a pressió parcial alta (per tant alt bullint punt) en la part del sistema que expulsa calor a l'aire de temperatura ambiental a fora de la nevera.
La nevera utilitza tres substàncies: [[amoníac]], gas d'hidrogen, i [[Aigua|aigua.]] El cicle és tancat, amb tot hidrogen, l'aigua i l'amoníac recollits i endlessly reused. El sistema és pressuritzat a la pressió on el punt de bullir d'amoníac és més alt que la temperatura de la bobina de condensador (la bobina que transfereix calor a l'aire a fora de la nevera, per ser més calent que l'aire exterior.) Aquesta pressió és típicament 14–16 atm a quina pressió el punt de rosada d'amoníac serà aproximadament 35 °C (95 °F).
Els inicis de cicle del refredament amb amoníac líquid a temperatura d'habitació que entra al evaporator. El volum del evaporator és més gran que el volum del líquid, amb l'espai sobrant ocupat per una mescla d'hidrogen i amoníac gasós. La presència d'hidrogen abaixa la [[pressió parcial]] del gas d'amoníac, per això abaixant el punt de [[Punt d'ebullició|bullir]] del líquid sota la temperatura de l'interior de la nevera . L'amoníac evapora, agafant una quantitat petita de calor del líquid i abaixant la temperatura del líquid fins que assoleix que bullint punt. Llavors continua evaporar, sense el líquid descendint sota el punt de bullir, mentre l'entalpia gran de vaporització (calor) fluxs de l'interior de nevera més tebi a l'amoníac líquid més fresc i llavors a més gas d'amoníac.
En el pròxim dos passos, el gas d'amoníac és separat de l'hidrogen perquè pugui ser re-utilitzat.
# L'amoníac (gas) i hidrogen (gas) fluxs de mescla a través d'un tub del evaporator a l'absorbidor. En l'absorbidor, aquesta mescla de gasos contacta aigua (tècnicament, una solució dèbila d'amoníac dins aigua). L'amoníac gasós dissol en l'aigua, mentre l'hidrogen, el qual no, recull dalt de tot de l'absorbidor, deixant l'amoníac ara fort-i-solució d'aigua al fons. L'hidrogen és ara separar mentre l'amoníac és ara dissolt en l'aigua.
# El pas pròxim separa l'amoníac i aigua. Els fluxs/de solució d'aigua d'amoníac al generador (caldera), on la calor és aplicada per bullir de l'amoníac, deixant la majoria de l'aigua (quin té un més alt bullint punt) darrere. Algun vapor d'aigua i les bombolles queden barrejats amb l'amoníac; aquesta aigua és treta en el pas de separació final, per passar ell a través del separator, un uphill sèrie de va torçar tubs amb obstacles menors per rebentar les bombolles, permetent el vapor d'aigua per condensar i el dren dóna suport a a el generador.
El gas d'amoníac pur llavors entra al condensador. En aquest [[bescanviador de calor]], el gas d'amoníac calent transfereix la seva calor cap a fora aire, el qual és sota el punt de bullir de l'amoníac de pressió plena, i per això condensa. El condensat (líquid) fluxs d'amoníac avall per ser barrejat amb el gas d'hidrogen alliberat del pas d'absorbiment, repetint el cicle.
== Vegeu també ==
* Fred solar
* Nevera d'absorbiment quàntic
* [[Refrigeració]]
* Nevera de RV
* [[Termodinàmica]]
* Icyball
* Trigeneración.
== Referències ==
{{reflistlistaref}}
== Bibliografia ==
*  ''Falta indicar la publicació [[Categoria:Pàgines amb error de referències sense títol]]''. [[arXiv]]: [http://arxiv.org/abs/1109.0728 1109.0728]. [[Bibcode]]: [[bibcode:2012PhRvL.108g0604L|2012PhRvL.108g0604L]]. [[DOI]]: [http://dx.doi.org/10.1103%2FPhysRevLett.108.070604 10.1103/PhysRevLett.108.070604].Bibcode:2012PhRvL.108g0604L. doi:10.1103/PhysRevLett.108.070604.
== Enllaços externs ==
* [https://web.archive.org/web/20071109143000/http://www.upct.es/~etsia/ditf.htm Departament d'Enginyeria Tèrmica i de Fluids] ([[Universitat Politècnica de Cartagena|UPCT]]).
* [https://www.energy.gov/energysaver/heat-pump-systems/absorption-heat-pumps Bombes de Calor de l'absorbiment] (Oficina d'Eficàcia d'Energia i Energia Renovable).
* Explicació d'Energia de l'Arizona amb esquemes
* Anàlisi de disseny del Cicle de Refrigeració de l'Einstein, Andrew Delano (1998). Setembre recuperat 13, 2005.
* [http://www.arb.ca.gov/cc/ccms/documents/august_tsd/ac_thermo_august.pdf Termodinàmica de Condicionament de l'aire], va publicar per l'EPA de Califòrnia, Tauler de Recursos de l'Aire
* Liti-Absorbiment / de Cicle d'Aigua – de Bromur Refrigeració per Refredament de Campus a BYU.
[[Categoria:Tecnologia del fred]]
[[Categoria:Climatització]]
[[Categoria:Cicles termodinàmics]]
| 